北京
來源：科技日報
記者：張夢然
美國索爾克生物研究所領銜的國際團隊23日在《科學》雜志發布了全球首個覆蓋全身的單細胞表觀遺傳圖譜，首次實現在同一細胞中同步解析DNA三維折疊與甲基化修飾兩大調控系統。該成果納入16種人類組織的86689個細胞，鑒定出35種主要細胞類型及206種亞型，同期發表8篇相關論文，為追蹤發育、衰老及疾病過程中的表觀遺傳演化奠定了基準框架。
圖譜中觀測的16種組織細胞。圖片來源：索爾克生物研究所
人體所有細胞共享30億個DNA堿基序列，但神經元、心肌細胞等功能迥異，其奧秘在于表觀遺傳調控。DNA甲基化和三維基因組，各自有“不同手段”調控基因活性。此前這兩大系統在單細胞層面的協同關系始終未明。此次在美國國立衛生研究院4D核組計劃支持下，研究團隊開發出同步檢測技術，發現二者雖常協同指示細胞身份，但在骨骼肌細胞中呈現顯著區別。
在此基礎上，團隊繪成的圖譜整合了136萬余個差異甲基化區域和28萬余個染色質互作環，當與已知疾病風險位點疊加分析時，可精準定位到細胞類型特異性關聯。內分泌細胞的血糖調控變異、心肌細胞的心房顫動風險位點、皮膚成纖維細胞的脫發相關變異，以及神經元的精神分裂癥易感位點，均得到明確歸屬。這一并解決了該領域研究的長期痛點——此類變異占疾病相關遺傳改變的90%以上，但因不編碼蛋白質，難以追溯其作用靶點。
圖譜還修正了科學界對“非CG甲基化”的認知。這種曾被認為僅存在于腦和干細胞中的特殊修飾，此次在肌肉、胰腺及免疫細胞中均檢出功能性分布。
在配套發表的其他論文中，有團隊利用該圖譜的甲基化條形碼特征，發現大腦海馬區小膠質細胞被替代的模式，顛覆了該類細胞終身駐留中樞的傳統認知。
為支持后續研究，團隊已開放交互式數據瀏覽器，公開了包含1950億次甲基化測量和180億次染色質互作的基礎數據集。這類帶細胞注釋的高精度數據，正成為訓練AI預測變異功能的稀缺資源。該成果也為破解遺傳變異致病機制提供了關鍵資源。
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
